JP2005073182A - 背面投射形プロジェクタ装置および背面投射形プロジェクタシステム - Google Patents

Abstract

【課題】事前調整を要せずに、ひとりで画像の投射位置がスクリーンに適合するように調整することのできる背面投射形プロジェクタ装置および背面投射形プロジェクタシステムを提供する。
【解決手段】背面投射形プロジェクタ装置２は、スクリーン４の背面に画像を投射する投射装置５と、少なくともスクリーン４の縁部を撮影する撮像装置６と、スクリーン４を固定し、投射装置６を収容していると共に、内部に撮像装置６の固定手段が設けられている筐体９と、撮像装置６により撮影された映像を表示するディスプレイ装置７と、ディスプレイ装置７に表示された映像を目視しながら投射されている画像の投射位置がスクリーン４に適合するように調整できる調整機構８とを具備している。
【選択図】図２

Description

本発明は、投射装置から投射される画像の投射位置をスクリーンに適合させることのできる背面投射形プロジェクタ装置および背面投射形プロジェクタシステムに関する。

背面投射形プロジェクタ装置は、スクリーンの背面に向かって映像や文字などを投射し、スクリーンの前面に映像等を写し出すものである。そして、映像等がスクリーンの適正位置に投射されるようにプロジェクタ（投射装置）の位置決めなどの調整が行われている。

この調整を容易に行えるものとして、プロジェクタに調整用パターン信号を出力する映像出力手段と、調整用パターン信号によりスクリーンに映し出された映像を入力映像とするカメラと、カメラに入力された映像と調整用パターン信号のずれ情報に基づきプロジェクタが搭載されている調整台を駆動制御するコントローラを備えたプロジェクタの位置決め装置が提供されている。（例えば、特許文献１参照。）。これによると、プロジェクタの位置決めがコントローラにより自動調整されるため、作業者が特殊技術を要する必要がなく、非常に短時間で、かつ調整レベルのばらつきがないというものである。

また、投射した映像の映像部分の重心位置のドットのずれ量を算出し、そのずれ量に基づいて液晶パネルを動かす位置調整ねじの移動量を算出し、算出したねじの移動量及び調整操作すべき位置調整ねじを指示する文字を表示手段に表示させるコンバーゼンス調整用装置が提供されている（例えば、特許文献２参照。）。作業者は、表示手段に表示された内容にしたがって位置調整ねじを回動操作することにより、短時間にコンバーゼンスのずれを調整できるというものである。
特開平１１−３２７０４２号公報（第４頁、第５図） 特開平６−１８６５８４号公報（第３頁、第１図）

特許文献１は、カメラをスクリーンの前面側に設置しているので、カメラの設置やスクリーンとの位置調整などに手間を要するという欠点を有する。また、調整用パターン信号を出力する映像出力手段を構成するとともにモータの駆動制御を行うコントローラを具備するので、調整用装置が複雑であり、高価であるという欠点を有する。

また、特許文献２は、投射した映像の映像部分の重心位置のドットのずれが解消されても、スクリーンや投射光の光路を変更させる反射ミラーの傾きなどにより、投射光の四隅がスクリーン上に位置しないおそれがあるという問題点がある。

本発明は、事前調整を要せずに、ひとりで画像の投射位置がスクリーンに適合するように調整することのできる背面投射形プロジェクタ装置および背面投射形プロジェクタシステムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の背面投射形プロジェクタ装置の発明は、透光性のスクリーンと；スクリーンの背面に画像を投射する投射装置と；投射装置からスクリーンに画像が投射されている状態で、少なくともスクリーンの縁部を撮影する撮像装置と；スクリーンの前面が露出するようにスクリーンを固定し、投射装置を収容しているとともに、内部に撮像装置の固定手段が設けられている筐体と；撮像装置により撮影された映像を表示するディスプレイ装置と；ディスプレイ装置に表示された映像を目視しながら投射されている画像の投射位置がスクリーンに適合するように調整できる調整機構と；を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

調整機構は、投射装置の前後左右への移動およびチルト角、パン角の変更による投射方向の調整の他、スクリーンおよび光路変更用ミラーなどの調整も包含される。

撮像装置は、スクリーンの縁部をそれぞれ撮像する複数個または１個のどちらでもよい。そして、ディスプレイ装置は、ひとつの撮像装置の映像が画面に順次映し出されてもよく、画面が表示分割され、分割された画面にそれぞれの撮像装置の映像が映し出されるようにしてもよい。

本発明によれば、投射装置からスクリーンに画像が投射されている状態のスクリーンの縁部がディスプレイ装置の画面に表示されるので、ひとりの作業者によってもディスプレイ装置の画面を目視しながら調整機構が調整されて、投射装置からの画像の投射位置がスクリーンに適合される。

請求項２に記載の背面投射形プロジェクタシステムの発明は、請求項１記載の背面投射形プロジェクタ装置と；投射装置に対して映像信号を出力する映像出力装置と；を具備していることを特徴とする。

本発明によれば、ひとりの作業者によっても投射装置からの画像の投射位置がスクリーンに適合されるように調整される背面投射形プロジェクタ装置を具備しているので、ひとりの作業者によっても映像出力装置からの映像信号に応じた映像がスクリーンに適合して写し出される背面投射形プロジェクタシステムが提供される。

請求項１の発明によれば、背面投射形プロジェクタ装置は、投射装置からスクリーンに画像が投射されている状態のスクリーンの縁部がディスプレイ装置の画面に表示されるように構成されているので、ひとりの作業者がディスプレイ装置の画面を目視しながら調整機構を調整することができて、投射装置からの画像の投射位置をスクリーンに適合させることができる。

請求項２の発明によれば、背面投射形プロジェクタ装置において、ひとりの作業者による調整によっても投射装置からの画像の投射位置をスクリーンに適合させることができるので、ひとりの作業者によっても、映像出力装置からの映像信号に応じた映像をスクリーンに適合して写し出すことができる背面投射形プロジェクタシステムを提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は背面投射形プロジェクタ装置の側面断面図、図２は背面投射形プロジェクタ装置の概略構成図、図３は調整機構による投射位置の調整のフロー図、図４はディスプレイ装置に表示された概略画像図であり、（ａ）は調整前の画像図、（ｂ）は調整後の画像図である。

図１において、背面投射形プロジェクタシステム１は、背面投射形プロジェクタ装置２および映像出力装置３を有して構成されている。そして、背面投射形プロジェクタ装置２は、スクリーン４、投射装置としてのプロジェクタ５、撮像装置としてのビデオカメラ６、ディスプレイ装置７、調整機構としての調整台８および筐体９を有して構成されている。

スクリーン４は、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）樹脂で成形された透光性のフレネルレンズスクリーン１２およびレンチキュラーレンズスクリーン１３からなっている。そして、スクリーン４の機械的強度を十分に確保するために、スクリーン４に対して補強板１４が重ね合わされている。この補強板１４は、例えば透光性のアクリル樹脂からなり、スクリーン４よりも外形が小さく形成されている。そして、スクリーン４および補強板１４は、スクリーン枠１０に配設され、前面側にスクリーン４、背面側に補強板１４が位置している。なお、スクリーン４および補強板１４は、作図上厚く表しているが、実際には、それぞれ例えば３〜５ｍｍである。

スクリーン枠１０は、所定の幅を有して外形が４角形状に形成された枠本体１５および段差を有して２面状に形成された４枚の枠板１６から構成されている。そして、枠本体１５は、図示しない固定手段により、枠板１６を取り付けている。そして、枠板１６の内面に補強板１４が取り付けられ、外面にスクリーン４が取り付けられている。すなわち、補強板１４の側面と枠板１６の内面に、両面に粘着性を有し、かつ弾性を有する両面粘着テープ１７が介在し、この両面粘着テープ１７は、補強板１４を枠板１６によりスクリーン枠１０に貼付させている。また、枠板１６の外面とスクリーン４の側面に亘って薄肉の片面粘着テープ１８が貼り付けられ、この片面粘着テープ１８により、スクリーン４は、枠板１６を介してスクリーン枠１０に連結されている。このようにして、スクリーン枠１０は、スクリーン４の前面が露出するようにスクリーン４および補強板１４を固定している。そして、スクリーン枠１０は、筐体９に固定されている。

筐体９は、略箱形状に形成され、前面に開口９Ａを有し、背面の内側に傾斜して光路変更用の反射板１９を配設している。そして、開口部９Ａの内側の側面に、被係止手段２０，…，２０が配設され、さらにビデオカメラ６が固定される固定手段（図示しない。）が設けられている。固定手段は、例えば箱状に形成された箱状部材からなっている。そして、この箱状部材にビデオカメラ６を設置することで、ビデオカメラ６は、箱状部材に固定（仮固定）される。また、筐体９は、内部の底部９Ｂ側にプロジェクタ５、ディスプレイ装置７、調整台８、イメージプロセッサ２２などを収容している。

そして、スクリーン枠１０の枠本体１５の内面側には、係止手段２１，…，２１が設けられている。この係止手段２１，…，２１を筐体９の被係止手段２０，…，２０に係止させることにより、スクリーン枠１０は、筐体９に固定されている。

プロジェクタ５は、水銀ランプなどの光源の放射光を液晶板に照射させ、液晶板を通過した光を画像や文字などの情報として出射する。この出射された画像や文字などの情報は、反射板１９により反射され、補強板１４を介してフレネルレンズスクリーン１２の背面に投射される。この結果、レンチキュラーレンズスクリーン１３の前面に映像や文字などの情報が写し出される。

ビデオカメラ６は、筐体９の開口部９Ａに４台配設されるようにして、例えば箱状部材（固定手段）により固定されている。そして、各々のビデオカメラ６が少なくともスクリーン４の縁部である隅部をそれぞれ撮影するように、箱状部材（固定手段）の位置は予め設定されている。すなわち、ビデオカメラ６により、少なくともスクリーン４の四隅が撮影される。そして、ビデオカメラ６は、プロジェクタ５からスクリーン４に画像が投射されている状態を撮影する。この結果、ディスプレイ装置７の画面において、スクリーン４上でのプロジェクタ５から投射された画像の投射位置が目視される。

そして、各々のビデオカメラ６により撮影された映像は、それぞれ映像信号によりイメージプロセッサ２２に送出される。イメージプロセッサ２２は、ディスプレイ装置７の画面を４つに表示分割するとともに、分割した画面に各々のビデオカメラ６からの映像信号を割り当てて、ディスプレイ装置７に送出する。

ディスプレイ装置７は、イメージプロセッサ２２からの映像信号に応じて、各々のビデオカメラ６により撮影された映像を表示分割された画面にそれぞれ表示するように構成されている。

調整台８は、プロジェクタ５を搭載していると共に、６軸調整用の回転つまみ８Ａ〜８Ｄを有している。回転つまみ８Ａを左右に回転させると、プロジェクタ５は前後方向に移動される。この結果、スクリーン４上の画像の大きさが変化される。また、回転つまみ８Ｂを左右に回転させると、プロジェクタ５は左右方向に移動され、スクリーン４上の画像が左右方向に移動される。また、回転つまみ８Ｃを左右に回転させると、パン角が変更され、スクリーン４上の画像が上下方向に移動される。そして、回転つまみ８Ｄを左右に回転させると、チルト角が変更され、スクリーン４上の画像の傾きが変更される。

上述のようにして、背面投射形プロジェクタ装置２が形成されている。そして、映像出力装置３は、筐体９の外部あるいは内部に設置されている。映像出力装置３は、スクリーン４に表示させる映像を映像信号（電気信号）によりプロジェクタ５に出力するものである。そして、プロジェクタ５は、映像信号に応じて、液晶板により光源の放射光を透過させたり、遮断させたりすることによりスクリーン４に映像（画像）を映し出させる。

次に、プロジェクタ５から投射された画像の投射位置をスクリーン４に適合させる調整方法の一例について述べる。

図３は、調整機構による投射位置の調整を示すフロー図である。まず、４台のビデオカメラ６を筐体９の開口部９Ａの内面に設けられた固定手段例えば箱状部材にそれぞれ設置する。各々のビデオカメラ６を固定手段に設置することにより、各々のビデオカメラ６は、スクリーン４の各隅部を撮影することができる（ステップＳ１）。なお、各々のビデオカメラ６は、この調整作業が終了すると、固定手段から取り外される。

そして、プロジェクタ５からテストパターンの画像をスクリーン４の背面に投射して、スクリーン４の背面の四隅をビデオカメラ６で撮影させる。すると、イメージプロセッサ２２の動作により、図４に示すように、ディスプレイ装置７の画面にテストパターンの画像が投射されている状態のスクリーン４の四隅が表示される（ステップＳ２）。

作業者は、ディスプレイ装置７の画面を目視し、テストパターンの画像が傾斜していなくスクリーン４内に位置しているか否かを確認する（ステップＳ３）。そして、テストパターンの画像が傾斜していなくスクリーン４内に位置しているとき、画像の投射位置がスクリーン４に適合しているので、この調整作業を終了する（ステップＳ４）。

そして、図２に示すように、スクリーン４に対して、画像が傾斜している状態やはみ出すような状態であると、ディスプレイ装置７の画面では、図４（ａ）に示すように、スクリーン４に対して画像が傾斜し、はみ出している画像は表示されなくなる。このとき、プロジェクタ５から投射されている画像の投射位置がスクリーン４に適合していないので、画像の投射位置の調整を行うようにする（ステップＳ４）。

画像の投射位置の調整は、図４（ａ）に示す画像を目視しながら、調整台８の回転つまみ８Ａ〜８Ｄを回転させて行う（ステップＳ５）。すなわち、回転つまみ８Ｄを回転させて、プロジェクタ５の投射方向のチルト角を変化させ、スクリーン４に対して画像が傾斜しないようにする。また、回転つまみ８Ａを回転させて、画像の大きさをスクリーン４の大きさよりも大きくならないようにする。そして、回転つまみ８Ｂ，８Ｃを回転させて、スクリーン４に対して画像を左右方向、上下方向に移動させ、画像がスクリーン４からはみ出さないようにする。これにより、ディスプレイ装置７の画面の図４（ａ）に示す画像は、図４（ｂ）に示す画像に変化し、画像の大きさはスクリーン４の大きさ以下となるとともに、スクリーン４に対して画像の傾斜やはみ出し部分がなくなる。こうして、画像の投射位置がスクリーン４に適合することになる。

そして、図４（ｂ）に示す画像の確認（ステップＳ３）後、画像の投射位置の調整作業を終了する（ステップＳ４）。なお、プロジェクタ５から投射されてスクリーン４上に映し出された画像は、通常、長方形であるので、図４（ｂ）において、スクリーン４の四隅での画像がスクリーン４に適合すれば、画像全体もスクリーン４に適合するものである。また、スクリーン４の四隅に限らず、スクリーン４の四辺の縁部の中間部において、画像をスクリーン４に適合させるようにすれば、同じく画像全体もスクリーン４に適合するものである。

上述したように、背面投射形プロジェクタ装置２（背面投射形プロジェクタシステム１）は、ディスプレイ装置７の画面を目視しながら調整台８の位置調整を行えるように構成されているので、何らかの事前調整をすることがなく、ひとりの作業者によっても、プロジェクタ５からの画像の投射位置をスクリーン４に適合させることができ、この結果、省力化が図られる。

なお、画像の投射位置の調整は、反射板１９の移動によっても行うことができる。すなわち、反射板１９を左右方向および上下方向に移動させると、スクリーン４に投射される画像の左右および上下位置が調整される。

本発明の一実施の形態を示す背面投射形プロジェクタ装置の側面断面図。 同じく、背面投射形プロジェクタ装置の概略構成図。 同じく、調整機構による投射位置の調整のフロー図。 同じく、ディスプレイ装置に表示された概略画像図であり、（ａ）は調整前の画像図、（ｂ）は調整後の画像図。

符号の説明

１…背面投射形プロジェクタシステム
２…背面投射形プロジェクタ装置
３…映像出力装置
４…スクリーン
５…投射装置としてのプロジェクタ
６…撮像装置としてのビデオカメラ
８…調整機構としての調整装置
９…筐体

Claims (2)

1. 透光性のスクリーンと；
   スクリーンの背面に画像を投射する投射装置と；
   投射装置からスクリーンに画像が投射されている状態で、少なくともスクリーンの縁部を撮影する撮像装置と；
   スクリーンの前面が露出するようにスクリーンを固定し、投射装置を収容しているとともに、内部に撮像装置の固定手段が設けられている筐体と；
   撮像装置により撮影された映像を表示するディスプレイ装置と；
   ディスプレイ装置に表示された映像を目視しながら投射されている画像の投射位置がスクリーンに適合するように調整できる調整機構と；
   を具備していることを特徴とする背面投射形プロジェクタ装置。
2. 請求項１記載の背面投射形プロジェクタ装置と；
   投射装置に対して映像信号を出力する映像出力装置と；
   を具備していることを特徴とする背面投射形プロジェクタシステム。

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